Modèles et outils pour une visualisation de profils personnalisable et adaptable Blandine Ginon, Stéphanie Jean-Daubias Université de Lyon, CNRS Université Lyon 1, LIRIS, UMR5205, F-69622, France [email protected], [email protected]

Résumé. Dans la lignée des recherches sur le modèle ouvert de l’apprenant, de plus en plus d’Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain (EIAH) permettent aux utilisateurs de visualiser les profils d’apprenants, et d’effectuer certaines activités autour de leur visualisation : négociation du contenu, auto-évaluation, comparaison avec d’autres profils… Ces activités s’adressent à différents acteurs de l’apprentissage : elles permettent par exemple aux apprenants d’avoir une démarche réflexive sur leur apprentissage et aux enseignants de suivre la progression de leurs élèves et de repérer les difficultés de chacun. Nous nous sommes intéressée à la personnalisation de ces activités, d’une part en fonction des connaissances et compétences des apprenants, et d’autre part en fonction des particularités de chaque utilisateur, de ses capacités et éventuels handicaps, ainsi que ses préférences. Après un état de l’art détaillé, nous présentons le modèle de personnalisation des activités sur les profils PERSUMAP et sa mise en œuvre dans l’environnement Eprofilea. Nous terminons en présentant la mise à l’essai des logiciels réalisés, ainsi que les conclusions et perspectives qui s’ouvrent à l’issue de ce travail de recherche. Mots-clés : profils, visualisation, personnalisation, modèles, mise en œuvre, Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain Abstract. In the line of research on open learner model, more and more Interactive Learning Environments (ILE) allow users to visualize learners profiles, and to perform certain activities on their visualization: content negotiation, self-assessment, comparison with other profiles... These activities are aimed at different actors of learning: for example they allow learners to have a reflexive approach about their learning and teachers to monitor their students' progress and identify problems of each. We are interested in the personalization of these activities, first in terms of learners‘ knowledge and skills, and secondly according to the particularities, abilities and preferences of each user. After a detailed state of art we present the model of personalization of activities on profiles PERSUMAP and its implementation in the environment Eprofilea. The paper ends with the testing of software made, and the conclusions and perspectives that this research has open. Keyswords: profiles, visualization, customization, models, implementation, Interactive Learning Environments

1

Introduction

Dans ce rapport, nous proposons des modèles et des outils pour personnaliser les activités interactives sur la visualisation de profils d'apprenants dont la structure est générique. Cette recherche est l’occasion de combiner deux problématiques essentielles des EIAH : la personnalisation et la réflexivité dans l’apprentissage. La personnalisation des activités sur les profils concerne différents aspects : capacités cognitives (connaissances, compétences) de l’apprenant, capacités physiques et préférences de l'utilisateur. Nous présentons pour cela notre modèle de PERSonnalisation Unifiée Multi-aspects des Activités sur les Profils : PERSUMAP, que nous avons mis en œuvre dans deux modules de l’environnement Eprofilea. Le premier module, Regards, permet à l'enseignant de préparer la visualisation de profils pour chaque type d’utilisateurs (apprenants, famille d’apprenants, enseignant, chercheur, institution...). Le second module, PERL, propose ensuite des activités sur les profils aux utilisateurs, en fonction de leurs capacités et de leurs préférences, ainsi que des choix de l'enseignant. Un utilisateur peut par exemple visualiser l’évolution du profil d’un apprenant, comparer le profil d’un apprenant avec le profil de la classe, définir des objectifs pour un apprenant… Nous présenterons le contexte de ce travail, puis nous exposerons la problématique de notre recherche, ainsi qu’un scénario d’usage. La section 5 présente ensuite un état de l’art détaillé, suivi en section 6 de la présentation de notre travail de recherche. Nous exposons en section 7 la mise en œuvre des modèles que nous proposons, suivi en section 8 d’un retour sur le scénario d’usage. La section 9 présente la mise à l’essai de notre approche. Nous concluons par les perspectives de notre travail.

2 2.1

Présentation du contexte Le projet PERLEA

Le projet PERLEA (Profils d'Elèves Réutilisés pour L'Enseignant et l'Apprenant) vise à proposer des modèles et des outils pour une réutilisation et une exploitation mutualisée de profils d'apprenants hétérogènes, existants ou à venir, papier-crayon ou logiciels, dans des contextes différents et par des acteurs autres que leur auteur [0]. Un profil d'apprenant est un ensemble de données informatiques. Il est conçu à partir d'informations pédagogiques concernant un apprenant. Plus spécifiquement, le profil d’apprentissage d’un apprenant concerne ses connaissances et compétences, comme son niveau d’Anglais ou son taux de réussite à un examen de géographie. Le profil de capacités d’un apprenant concerne ses capacités physiques et mentales, comme son niveau d’audition ou la durée moyenne de concentration qu’il est capable de fournir sur une activité pédagogique. 2.2

Le langage PMDLe

La réutilisation de profils souhaitée dans le projet PERLEA nécessite que ces profils soient décrits selon un formalisme commun : le langage de modélisation de profil PMDLe [0] [0]. PMDLe permet de créer des structures de profils qui seront par la suite instanciées en profils d’apprenants, dont la structure sera commune, mais qui contiendront des données propres à chaque apprenant.

Un profil d’apprenant respectant le formalisme PMDLe est composé d’un ensemble d’éléments, précisés en composantes et sous-composantes. À l’exception des éléments de type commentaires, tous les éléments sont associés à une échelle, respectant sPMDLe. Cette échelle peut être numérique (une note sur 10 ou sur 20, un pourcentage…), ou textuelle (acquis/non acquis, ABCDEF…). 2.3

L’environnement EPROFILEA

Le projet PERLEA a donné lieu au développement d'un EIAH, l'environnement EPROFILEA, dans lequel sont mis en œuvre les modèles définis dans le projet. EPROFILEA, s'adresse principalement à des enseignants de tous niveaux, dans différentes matières. Il est composé de plusieurs modules, cf. Fig. 1. La première phase de l'environnement EPROFILEA, celle de préparation, consiste à établir la structure des profils que l'on souhaite manipuler, avant d'y intégrer les données issues des profils externes pour constituer des profils d'apprenants conformes aux souhaits de l'enseignant et respectant le formalisme d'EPROFILEA. Le langage PMDLe est opérationnalisé dans le module Bâtisseur qui permet à l'enseignant de définir la structure des profils d'apprenants selon un formalisme unifié, à partir de données extérieures à EPROFILEA, profils issus d'un autre EIAH ou profils dits "papier-crayon" (issus par exemple d'une évaluation faite par l'enseignant). Les structures de profils issues de Bâtisseur seront complétées dans les modules d'intégration des données : Prose, pour les profils papiercrayon, et Tornade, pour les profils issus de logiciels externes [0].

Fig. 1. Architecture d’EPROFILEA.

La seconde phase de l'environnement, celle d'exploitation des profils, propose d’une part des activités sur les profils, avec les modules Regards et PERL, qui font l’objet du travail présenté ici, et d’autre part des activités pédagogiques personnalisées en fonction du contenu des profils, avec le module Adapte [0] [0].

3

Problématique

Les profils d’apprenants sont au cœur des recherches en EIAH. Ils ont plusieurs usages, qui concernent différents acteurs de l’apprentissage : apprenants, famille d’apprenants, enseignants, chercheurs, institutions... Les enjeux de la visualisation des profils d’apprenants sont multiples. Tout d’abord, visualiser son propre profil permet à un apprenant d’avoir une démarche réflexive *0] [0] [0] [0], de faire le point sur ses connaissances et ses conceptions erronées [0] [0], ou de prendre conscience de ce que l’EIAH perçoit de ses compétences [0]. Certains EIAH proposent une

négociation entre le système et l’apprenant sur le contenu de leur profil [0] [0] [0] [0]. Par ailleurs, la visualisation des profils des apprenants par l’enseignant peut aider celui-ci à mesurer le niveau et la progression générale de ses apprenants [0] [0] [0], afin de définir des activités de remédiation pour certains élèves en particulier, ou des objectifs pour la classe [0]. Enfin, visualiser le profil d’un apprenant permet à sa famille de comprendre ses points forts et ses points faibles [0], et visualiser des profils de groupe permettent aux chercheurs et aux institutions de prendre connaissance du niveau global des apprenants [0]. La problématique de notre travail est de proposer des modèles et des outils permettant de fournir à chaque utilisateur des activités personnalisées sur les profils d’apprenants, en fonction des connaissances et compétences des apprenants, ainsi que des capacités et préférences des utilisateurs. Il faut noter que dans le cas où un apprenant effectue une activité sur son profil, l’utilisateur et l’apprenant sont une seule personne. Il découle de cette problématique plusieurs questions de recherche. Quelles sont les activités sur les profils pertinentes pour chaque utilisateur et comment permettre à un enseignant de choisir quel utilisateur accédera à quelles activités ? Comment permettre à l’enseignant de personnaliser ces activités en fonction du type d’utilisateurs, des connaissances et compétences de l’apprenant dont le profil fait l’objet d’une activité, tout en tenant compte des capacités, préférences et particularités de l’utilisateur qui effectue une activité sur un profil d’apprenant ? Comment proposer un environnement unifié qui permette d’une part à l’enseignant de préparer et personnaliser les activités sur les profils ; et qui fournisse d’autre part des activités interactives et personnalisées à chaque utilisateur ?

4

Scénario d’usage

Pour illustrer notre problématique, imaginons le scénario d’usage suivant : Alex est enseignant dans une classe de CM2. Il évalue ses élèves selon une structure de profils nommée str_CM2, cf. 12 Fig. 35. Alex souhaite proposer différentes activités réflexives sur les profils aux élèves de sa classe. Il désire que Lucas, l’un des élève de sa classe, visualise son profil, l’évolution de son profil et qu’il compare son profil avec le profil de la classe. Alex souhaite également qu’Olivia, une autre élève de sa classe, visualise son profil et définisse des objectifs pour le trimestre à venir. De plus, Alex souhaite que la visualisation de profils soit personnalisée en fonction des connaissances représentées dans les profils, mais également en fonction d’informations complémentaires dont il dispose, cf. 12 Fig. 36 et Fig. 37. Il sait par exemple que Lucas a une vue de 7/10, qu’il préfère les représentations textuelles ou symboliques et que sa couleur préférée est le cyan. Concernant Olivia, Alex sait que sa vue est de 10/10, qu’elle préfère les représentations graphiques et que sa couleur préférée est le orange.

5

État de l’art

L’état de l’art que nous présentons ici concerne les différents aspects à prendre en compte pour proposer une personnalisation des activités sur les profils. Tout d’abord, nous présentons les activités sur les profils proposées d’une part dans les pratiques des enseignants et d’autre part dans les EIAH que nous avons étudiés et que nous détaillons en 15. La visualisation de profils étant au

cœur des activités sur les profils, nous étudions ensuite la manière de représenter les profils et les données qu’ils contiennent. Nous terminons en présentant les démarches de personnalisation qui peuvent être en rapport avec les activités sur les profils. 5.1

Activités sur les profils

Dans cette partie, nous présentons une synthèse des activités sur les profils proposées par les enseignants ou par des EIAH. Dans les pratiques des enseignants, les apprenants ont très souvent la possibilité de consulter leur profil. Par exemple, les élèves et leur famille reçoivent des relevés de notes, cf. 14 Fig. 45. Beaucoup d’établissements scolaires utilisent également des logiciels permettant de visualiser les résultats des élèves, parfois accessibles pour les élèves et leur famille, cf. 13. Par ailleurs, certains enseignants de primaire ou de formation continue à distance proposent à leurs élèves de visualiser le profil d’un pair. De nombreux EIAH permettent également aux apprenants de consulter leur profil cf. 15. UMPTEEN [0] propose aux apprenants de visualiser les profils de leurs pairs, si ces derniers l’ont autorisé. Une étude a montré l’intérêt d’une telle démarche, qui favorise la coopération dans un groupe et permet de motiver les apprenants par la compétition avec leurs pairs [0]. Certains profils issus des pratiques des enseignants permettent de voir l’évolution des connaissances d’un apprenant. C’est le cas par exemple des relevés de notes relatifs à plusieurs périodes d’évaluations, ou de ceux sur lesquels figurent tous les résultats d’un apprenant pour un même élément, cf. 14 Fig. 48. Dans les EIAH, les profils utilisés sont rarement évolutifs, ce qui ne permet pas de visualiser la progression de l’apprenant. Certains EIAH proposent néanmoins de représenter l’évolution d’un élément depuis la dernière utilisation, [0] [0], cf. 15. Certains EIAH permettent aux apprenants de remplir un profil d’auto-évaluation, comme Vismod [0]. Cette activité est parfois suivie d’une comparaison avec un autre profil de l’apprenant, créée par le système, comme dans Mr. Collins [0]. Si la plupart du temps un profil d’apprentissage concerne un unique apprenant, il concerne parfois un groupe d’apprenants. Il est fréquent sur les relevés de notes notamment que des enseignants permettent une comparaison entre le profil d’un apprenant et le profil de groupe, cf. 14 Fig. 45. Substraction Master [0] et CosyQTI [0] proposent aux apprenants de comparer leur profil avec le profil de leur groupe, cf. 15 Fig. 66 et Fig. 72. Certains EIAH proposent également à un apprenant de comparer deux de ses profils, afin de comparer le profil d’un apprenant avec son auto-évaluation [0] ou avec un profil objectif [0], cf. 15 Fig. 54 et Fig. 76. La cartographie permet de visualiser l’ensemble des résultats d’un groupe, et éventuellement de situer un apprenant dans ce groupe. Dans les pratiques des enseignants, il est fréquent d’indiquer aux apprenants certaines informations issues de la cartographie du groupe, comme la note la plus haute et la plus basse de la classe ou le classement de l’apprenant, cf. 14 Fig. 45. Une cartographie de groupe permet également d’obtenir la répartition des notes d’un groupe. Certains EIAH, comme UMPTEEN [0] et OLMlets [0] permettent aux apprenants d’accéder à des informations sur la cartographie d’un groupe.

Certains EIAH permettent de modifier les valeurs de leur profil. Cette démarche permet d’impliquer davantage l’apprenant dans son apprentissage en le responsabilisant [0]. Cela permet aussi d’augmenter la précision des profils, en permettant à l’apprenant *0+ ou à l’enseignant *0] de les rectifier. Par exemple, un apprenant ayant trouvé par hasard les bonnes réponses à un QCM peut modifier son profil, afin qu’il reflète son niveau réel. Plusieurs EIAH proposent un mode négociation, qui permet à l’apprenant, après avoir visualisé son profil, de demander à être à nouveau testé lorsqu’il n’est pas d’accord avec une valeur de son profil, [0] [0] [0] [0]. Avec Flexi-OLM les apprenants peuvent même modifier leur profil sans passer par une négociation. Néanmoins, passer par le mode de négociation est souvent préféré par les apprenants [0], qui souhaitent prouver au système qu’il a tort, ou obtenir son approbation. 5.2

Représentations de profils

Dans cette partie, nous étudions les manières de présenter les profils dans les activités sur les profils. Dans un premier temps, nous présentons une synthèse de la visualisation de profils dans les EIAH. Nous nous intéressons ensuite à la représentation de données, de l’évolution de données, de la comparaison de données et de la comparaison de l’évolution de données. Ces représentations peuvent être utilisées dans les activités sur les profils. Les EIAH représentent les profils d’apprenants sous des formes variées : tableaux, listes, graphes ou encore structures hiérarchiques. Chacune de ces représentations possède ses avantages et ses limites. Les EIAH qui représentent les profils d’apprenants sous forme de tableau ou de liste ont fait le choix d’une structure de profils simple et fixe. C'est le cas par exemple de SQL-Tutor [0], dont les profils ne contiennent que 6 éléments (select, from, where, group by, having, et order by). Chaque élément est associé à une barre de progression qui représente sa valeur, cf. Fig. 2. Les éléments sans lien hiérarchique peuvent être visualisés côte à côte aisément, ce qui permet de comparer facilement ces éléments. Néanmoins, les éléments doivent être peu nombreux pour que la visualisation reste claire et attractive. Cette représentation n’est donc pas adaptée à des structures de profils génériques qui peuvent être plus complexes.

Fig. 2. Représentation d'un profil sous forme d'énumération dans SQL-Tutor.

Fig. 3. Représentation d'un profil sous forme de graphe dans Vismod.

Des EIAH proposent une visualisation de profils sous forme de graphes. C’est le cas dans Vismod *0], dont les profils d’apprenants sont des réseaux bayésiens, cf. Fig. 3. Certains EIAH, comme Sam text Editor [0] et e-Kermit [0], ont choisi de représenter les profils sous forme hiérarchique. Cliquer sur un

élément permet d’afficher ou de masquer ses descendants, afin d'avoir plusieurs niveaux de détails dans la visualisation. De plus, si les éléments fils d'un nœud partagent la même échelle, il est possible d'attribuer au nœud père la moyenne des valeurs de ses enfants. Ceci permet d'avoir des valeurs à tous les niveaux de la structure hiérarchique et d'aboutir éventuellement à une visualisation simplifiée du profil comme le propose e-Kermit, cf. 15 Fig. 56. Nous avons vu qu’il existe différentes manières de représenter les profils. Il faut distinguer la représentation du profil et la représentation des données contenues dans ce profil. Par exemple, dans e-Kermit [0], les profils sont représentés par un arbre, alors que les données contenues dans les profils sont représentées par des barres de progression cf. 14 Fig. 57. Intéressons nous maintenant à la manière de représenter les données contenues dans les profils. Les pourcentages sont souvent représentés par des barres de progression parfois détaillées et associées à une représentation textuelle [0] [0], cf. Fig. 2. Les nombres entiers [0] peuvent être représentés par des histogrammes. Les données d’un profil peuvent être représentées de manière textuelle [0] [0] ou par un code couleur [0] [0]. Cependant, un code couleur peut poser problème, pour les personnes daltoniennes notamment, et devrait donc dépendre des capacités des utilisateurs, ce qui n’est pas le cas dans les systèmes qui utilisent de tels codes. Plusieurs EIAH utilisent une représentation symbolique des données de profils d’apprenants [0] [0], en particulier lorsque la visualisation du profil s’adresse à des enfants [0] [0] ou à des personnes handicapées mentales [0]. Dans la plupart des EIAH que nous avons étudiés, les profils d'apprenants ne comportent que des éléments partageant une même échelle. Les profils dont la structure est générique doivent pouvoir contenir des éléments associés à différentes échelles variées, par exemple numérique (pourcentage, note sur 5 ou sur 20, nombre entier...), ou bien textuelle (non acquis/ acquis, non maîtrisé/partiellement maîtrisé/ maîtrisé). En conséquence, tous les éléments d'un tel profil ne pourront pas être représentés de la même manière, et la visualisation devra s'adapter au type d'échelle de chaque élément. Il existe plusieurs manières de représenter l’évolution de données. Tout d’abord, les données représentant un même élément mais pour plusieurs dates peuvent être représentées côte à côte, cf. 14 Fig. 47, Fig. 48 et Fig. 49. L’évolution de données peut être représentée de manière textuelle, en précisant si une donnée a augmenté ou diminué [0], cf. 15 Fig. 73. L’évolution de données peut aussi être représentée de manière symbolique, c’est parfois le cas dans les pratiques des enseignants, cf. 14 Fig. 53, ou dans le domaine des jeux vidéo. Par exemple, Football Manager 2010, cf. 16 Fig. 82, utilise une flèche vers le haut ou vers le bas ou une barre horizontale pour représenter l’évolution d’une compétence. Cette représentation est simple et claire, elle peut convenir pour tous les types d’utilisateurs, enfants ou adultes. Néanmoins, elle est imprécise, il est impossible de différencier un élément ayant légèrement évolué d’un élément ayant beaucoup évolué. De plus, les représentations symboliques ne permettent pas de représenter l’évolution d’un élément sur une période comportant plus de deux évaluations. L’évolution de données est par ailleurs très fréquemment représentée de manière graphique, par exemple par une courbe de progression, cf. 14 Fig. 50. Une manière très simple de comparer des données est de les représenter côte à côte [0] [0], cf. 15 Fig. 54. Il est également possible de comparer des données sans préciser leur valeur, à l’aide d’une représentation symbolique [0].

Dans le domaine des jeux vidéo comme dans celui de l’apprentissage, la motivation des utilisateurs est essentielle, c’est pourquoi la comparaison entre l’évolution de plusieurs utilisateurs est fréquente. En effet, cela permet d’inciter les utilisateurs à progresser en les plaçant dans une démarche compétitive. Dans le jeu Star Craft 2, par exemple, le classement des joueurs est représenté de manière graphique : chaque courbe représente l’évolution du score d’un joueur, en fonction du temps, cf. 16 Fig. 83. Cette représentation permet de comparer facilement les scores de chaque joueur, tout en visualisant leur progression. Au contraire, la représentation graphique de Wii Fit permet de comparer aisément l'évolution de l'IMC des utilisateurs, sans préciser le score réel de ces joueurs, cf. 16 Fig. 84. L'imprécision sur le score réel peut être souhaitable. Par exemple, si un élève a de très mauvais résultats mais en augmentation, l'enseignant peut souhaiter le valoriser en lui montrant que sa progression est plus importante que celles des autres élèves, sans insister sur le fait que ses résultats sont inférieurs à ceux des autres élèves. 5.3

Préparation des activités sur les profils par l’enseignant

Afin de proposer à chaque utilisateur des activités personnalisées sur les profils, l’enseignant doit pouvoir choisir quelles activités seront accessibles à un utilisateur, mais aussi quels seront les éléments visibles, et de quelle manière ils seront représentés. Dans cette partie, nous présentons les travaux qui traitent, même partiellement, cette question. Les EIAH offrant une ou plusieurs activités sur les profils ne permettent pas à l’enseignant de contrôler l’accès à ces activités. Par exemple, avec Mr. Collins *0+, l’apprenant peut à tout moment comparer son profil d’auto-évaluation avec le profil créé par le système, modifier son profil d’autoévaluation et négocier le contenu du profil créé par le système : aucune activité ne peut être bloquée par l’enseignant. Certains EIAH ne présentent pas la totalité du contenu du profil. Ceci s’explique par le trop vaste contenu du profil, qui surchargerait d’informations l’utilisateur, ou par la volonté de masquer certaines informations utilisées par l’EIAH. Certains logiciels utilisés par les établissements scolaires pour le suivi des élèves permettent de masquer certaines informations en fonction du type d’utilisateurs. Par exemple, Nota Bene permet au chef d’établissement de masquer les commentaires des enseignants jusqu’au conseil de classe, mais cette personnalisation ne concerne que les commentaires. Il peut également être pertinent de ne pas montrer les mêmes éléments à deux utilisateurs du même type. Par exemple, un enseignant peut choisir de masquer certains résultats pour un apprenant très faible, afin d’insister plutôt sur les points positifs de son profil pour ne pas le décourager. A notre connaissance, cette personnalisation n’est pas possible avec les systèmes actuels. Nous avons vu qu’il existe de nombreuses manières de représenter les éléments d’un profil, de manière textuelle, numérique, graphique ou symbolique. Certaines représentations sont particulièrement adaptées à certains utilisateurs. Par exemple, les représentations symboliques à l’aide de smileys ou d’images, conviennent bien pour les enfants. Au contraire, les représentations plus complexes, sous forme d’histogrammes par exemple, semblent adaptées aux utilisateurs plus âgés, comme des apprenants adultes ou des enseignants. Cette multiplicité des représentations rend possible la personnalisation de la visualisation en fonction de chaque utilisateur. Certains EIAH proposent une visualisation adaptée à différents types d’utilisateurs, [0]. Néanmoins, le choix des

représentations pour les utilisateurs est fait par le système. L’enseignant n’a pas la possibilité de choisir lui-même quelles représentations seront proposées à un type d’utilisateurs. Par ailleurs, l’enseignant peut souhaiter attribuer des représentations différentes à deux utilisateurs d’un même type. Par exemple, un enseignant peut vouloir représenter les éléments d’un profil de manière symbolique pour tous les apprenants, et ajouter une représentation textuelle précisant le niveau de maîtrise de l’apprenant uniquement pour les apprenants sachant lire. Cette personnalisation en fonction des capacités et connaissances de l’apprenant n’est pas, à notre connaissance, proposée par les travaux existant sur la visualisation. Néanmoins, il existe des travaux sur la personnalisation de l’apprentissage qui permettent de prendre en compte les capacités et connaissances d’un apprenant. Ces travaux sont basés sur la définition de règles sous la forme « if X then Y else Z ». Par exemple CosyQTI [0] et aLFanet [0+ permettent à l’enseignant de définir des règles pour personnaliser l’enchaînement des questions dans des QCM ou des questionnaires d’auto-évaluation. Adapte [0] permet quant à lui de personnaliser des séances d’utilisation d’un EIAH ou des feuilles d’exercices à l’aide de règles. Bien qu’il existe de nombreuses représentations possibles pour les données d’un profil, les EIAH existants imposent souvent une ou plusieurs représentations. L’enseignant n’a pas la possibilité de sélectionner lui-même la ou les représentations qui lui semblent adaptées. De plus, l’enseignant n’a pas la possibilité de créer ses propres représentations. Les enseignants les plus créatifs, ainsi que ceux ayant des besoins bien particuliers peuvent donc renoncer à utiliser un outil qui ne leur propose pas d’utiliser les représentations auxquelles ils sont habitués et dont ils ont besoin. L’enseignant pourrait souhaiter personnaliser les représentations proposées par un EIAH, pour qu’elles répondent plus précisément à ses besoins, ou soient plus adaptées à un utilisateur. CosyQTI [0] et PépiProfil [0] proposent aux enseignants de personnaliser une représentation textuelle en modifiant les seuils d’appartenance à une catégorie. Par exemple, l’enseignant peut définir qu’un résultat est excellent à partir de 80 % de réussite au lieu de 70 %. Néanmoins, la personnalisation est limitée puisque l’enseignant ne peut pas modifier le nombre de catégories ni choisir leur nom. 5.4

Prise en compte des préférences de l’utilisateur

La prise en compte des préférences de l’utilisateur peut se faire selon deux démarches, qui peuvent être complémentaires. La première démarche consiste à permettre à l’utilisateur de configurer le système. La seconde démarche consiste à personnaliser automatiquement le système pour un utilisateur, en fonction de ses préférences, qu’elles soient déduites des utilisations précédentes de l’utilisateur ou bien renseignées directement par cet utilisateur. Tout d’abord, certaines approches permettent à l’utilisateur d’un système de le configurer, afin que celui-ci soit personnalisé pour lui. Dans le cas des représentations de profils sous forme hiérarchique, l’utilisateur peut choisir le niveau de détails qu’il souhaite visualiser, en affichant/masquant certaines branches du profil [0] [0]. Dans i-start-me [0+, la personnalisation de l’interface est une activité ludique, disponible comme récompense pour les apprenants ayant progressé. Dans UMPTEEN [0], l’utilisateur peut choisir le niveau de précision de la représentation d’un élément. Certains EIAH proposent à l’utilisateur de choisir entre plusieurs modes de visualisation de leur profil [0] [0] [0]. Cependant, les choix de l’utilisateur ne sont généralement pas stockés pour lui être présentés par défaut lors d’une prochaine utilisation [0]. Dans le cas où l’utilisateur peut agir sur beaucoup de

paramètres, il peut être irrité de devoir recommencer les mêmes modifications lors de chaque utilisation. Une autre démarche de personnalisation consiste à prendre en compte les préférences de l’utilisateur, stockées au sein de l’application. Ces préférences peuvent être déduites des utilisations précédentes. C’est le cas par exemple avec Microsoft Office 2003 qui personnalise les menus en fonction des actions les plus fréquentes de l’utilisateur. La personnalisation peut également être basée sur des informations complétées par l’utilisateur, stockées sous forme de profil de préférences par exemple. Beaucoup de travaux sur la personnalisation des interfaces ont été faits dans le domaine des hypermédias adaptatifs [0] [0]. L’environnement CUMAPH *0] permet ainsi d’adapter la présentation d’hyperdocuments au profil cognitif de l’utilisateur, en générant des feuilles de styles personnalisées en fonction des préférences d’un utilisateur. Par ailleurs, il existe des hypermédias proposant une représentation personnalisée des hyperdocuments en fonction du profil de l’utilisateur, mais aussi une interface personnalisée pour cet utilisateur [0]. Certaines approches de la personnalisation sont basées sur le profil de l’utilisateur mais permettent un certain contrôle de la part de l’utilisateur. Czarkowski, Kay et Potts proposent une démarche de personnalisation du contenu pédagogique basée sur un profil de personnalisation que l’utilisateur peut visualiser et modifier [0+. De plus, l’utilisateur peut voir ce qui a été personnalisé pour lui et connaître la raison de cette personnalisation. L’étude menée par les auteurs *0] montre que les utilisateurs apprécient de pouvoir comprendre et contrôler la personnalisation. Néanmoins, si les utilisateurs veulent modifier la personnalisation, ils doivent modifier leur profil de personnalisation. Cependant, un utilisateur peut souhaiter modifier un paramètre de personnalisation seulement dans un cas bien précis, sans modifier pour autant son profil de préférences. 5.5

Bilan

Nous avons vu dans cet état de l’art qu’il existe de nombreuses activités sur les profils. Néanmoins, les EIAH existants ne proposent que quelques-unes de ces activités et ne permettent pas à l’enseignant de préparer des séances comportant plusieurs activités dans un environnement unifié, en déterminant quels utilisateurs accéderont à quelles activités. Nous retirons toutefois un certains nombre de points intéressants de cet état de l’art. Les activités sur les profils sont basées sur la visualisation de profils et des données qu’ils contiennent. Pour représenter les profils, il existe de nombreuses représentations. En particulier, les structures hiérarchiques sont adaptées pour représenter des structures de profils variées. Pour représenter les données d’un profil, il existe également de nombreuses représentations, textuelles, numériques, graphiques ou encore symboliques. Néanmoins, l’enseignant n’a pas la possibilité dans les systèmes actuels de déterminer quels éléments d’un profil seront visualisables par quels utilisateurs, ni de quelles manières ils seront représentés. Certaines approches existantes peuvent cependant être utilisées pour permettre une telle personnalisation. D’une part, la définition de seuils [0] [0] permettrait à l’enseignant de personnaliser les représentations. Par exemple, si un élément est représenté par une barre de progression, l’enseignant pourrait définir des seuils indiquant la couleur de la barre en fonction de la valeur de l’élément. D’autre part, la création de règles *0] [0] [0] permettrait à l’enseignant d’attribuer des activités ou des représentations différentes selon les

utilisateurs. Ces règles porteraient sur les connaissances et compétences des apprenants, et sur les capacités et particularités de tous les utilisateurs. Concernant la personnalisation par la prise en compte des préférences de l’utilisateur, l’état de l’art met en évidence deux approches : proposer à l’utilisateur de configurer le système ou personnaliser automatiquement ce système à partir d’informations sur les préférences de l’utilisateur. Ces deux approches peuvent être combinées [0], néanmoins l’enseignant n’a actuellement pas la possibilité de déterminer ce l’utilisateur aura la possibilité de personnaliser.

6

Travail de recherche

Cette recherche vise à proposer des activités sur les profils d’apprenants, personnalisables en fonction du type d’utilisateurs, des connaissances et compétences des apprenants, des capacités et préférences des utilisateurs, et de manière adaptée à des profils ayant une structure générique décrite en PMDLe [0] [0]. Nous proposons tout d’abord une typologie des activités sur les profils présentée en section 6.1. Nous proposons ensuite le modèle de personnalisation PERSUMAP. Ce modèle permet à un enseignant de préparer des séances d’activités sur les profils en définissant des vues qui spécifient comment le profil pourra être visualisé. Elles respectent le modèle vPMDLe, présenté en section 6.5. Une vue vPMDLe est constituée d’un ensemble d’associations entre des éléments d’un profil décrit en PMDLe et un ensemble de représentations d’éléments du profil décrites par le modèle rPMDLe, présenté en section 6.6. Chacune de ces représentations peut être soumise à un ensemble de conditions, respectant le modèle de contraintes sur profils cPMDLe [0], présenté en section 6.3. Les conditions permettent de spécifier dans quels cas une représentation d’éléments ou bien une activité sur les profils sera disponible pour un utilisateur, en fonction de ses capacités et du profil d’apprenant visualisé. Certaines représentations peuvent tenir compte des préférences de chaque utilisateur, au niveau des couleurs et des polices notamment. De plus, lors de la visualisation d’un profil, PERSUMAP prend en compte les préférences de l’utilisateur, pour sélectionner par exemple la ou les représentations qui conviennent le mieux à un utilisateur, parmi celles qui lui sont attribuées dans la vue définie par l’enseignant. 6.1

Typologies des activités sur les profils

Une étude détaillée, fondée à la fois sur une étude précédente [0] [0], sur les pratiques d’enseignants et sur une étude bibliographique présentée en section 5.1, nous a permis de définir une typologie des activités sur les profils, cf. Fig. 4. Nous avons regroupé ces activités en cinq catégories. Pour les trois premières catégories, on distingue les activités portant sur un profil de celles portant sur l’évolution d’un profil. Les activités de consultation correspondent à la visualisation du profil d’un apprenant ou de son évolution. Les activités de comparaison concernent la comparaison de différents profils d’un même apprenant. Il est possible de comparer deux profils de l’apprenant (ou leur évolution), dans le cas par exemple d’un apprenant redoublant pour lequel l’enseignant a choisi de constituer un profil par année scolaire. Pour cela, il est possible de comparer le profil d’un apprenant avec un profil cible (contenant

des objectifs définis par l’apprenant, sa famille ou son enseignant) ou avec un profil d’autoévaluation. Les activités de positionnement par rapport aux pairs permettent de comparer les résultats d’un apprenant à ceux d’autres apprenants. Il est possible de visualiser le profil d’un groupe ou son évolution, de comparer le profil d’un apprenant avec le profil d’un pair ou d’un groupe, ou de comparer leur évolution. Il est également possible de visualiser la cartographie d’un groupe ou son évolution, en mettant éventuellement en valeur la position de l’apprenant dans la cartographie. Les activités d’appropriation concernent l’ajout d’informations textuelles dans le profil. Par exemple, un apprenant pourra ajouter à l’élément Français de son profil le commentaire « c’est surtout la dissertation qui baisse ma moyenne », ce commentaire pourra lui être indiqué lorsqu’il visualisera son profil, dans une bulle d’aide associée à l’élément Français ou à côté de l’élément. L’activité de reformulation permet à l’utilisateur de renommer pour lui-même les éléments de son profil. Ainsi si un apprenant reformule l’élément MIF15 de son profil par « calculabilité », lors des activités sur son profil, cet élément sera désigné par « MIF15 (calculabilité) ». Les activités d’intervention permettent de modifier ou de créer des profils. Il est possible d’ajouter ou de modifier des données du profil d’apprentissage, de négocier ces données ou encore de constituer un profil d’auto-évaluation ou un profil cible.

Fig. 4. Typologie des activités sur les profils.

6.2

Modèle de personnalisation des activités sur les profils : PERSUMAP

Nous proposons un modèle de personnalisation des activités sur les profils : le modèle PERSUMAP (PERSonnalisation Unifiée Multi-aspects des Activités sur les Profils), cf. Fig. 5, qui permet à la fois de définir les règles de personnalisation et de mettre en œuvre cette personnalisation. Ce modèle donne à l’enseignant la possibilité de personnaliser les activités sur les profils par la création de séances d’activités pour chaque type d’utilisateurs. Une séance d’activités est associée à une structure de profils décrite dans le langage PMDLe et concerne un type d’utilisateurs. Une séance d’activités associe aux activités Act une vue Vue respectant vPMDLe, notre modèle de définition de vues sur profils présenté en section 6.5, et une condition C, créée par combinaison de contraintes respectant le modèle de contraintes sur profils cPMDLe, présenté en section 6.3. Une vue associe à chaque élément Elt d’une structure de profils, un ensemble de représentations Rep respectant notre

modèle de représentations rPMDLe, présenté en section 6.6, et une condition C respectant cPMDLe. L’application des règles définies par l’enseignant dans une séance d’activités permet de personnaliser les activités, en fonction des connaissances et compétences d’un apprenant, et des capacités de l’utilisateur. Notons que dans le cas où un apprenant effectue une activité sur son profil, l’utilisateur et l’apprenant ne font qu’un. Le modèle PERSUMAP permet également la prise en compte des préférences des utilisateurs. Pour cela, le système propose à chaque utilisateur des représentations adaptées à ses préférences et respectant les choix de l’enseignant. L’utilisateur peut également modifier cette personnalisation, en sélectionnant d’autres représentations parmi celles disponibles, toujours de façon cohérente avec les choix de l’enseignant.

Fig. 5. PERSUMAP : modèle de personnalisation des activités sur les profils.

6.3

Définition de conditions utilisant le modèle cPMDLe

Pour personnaliser les activités sur les profils pour chaque utilisateur, il est nécessaire de créer des conditions, qui permettront de proposer des représentations ou des activités différentes pour chaque utilisateur en fonction des connaissances de l’apprenant et des capacités de l’utilisateur. Par exemple, une activité de comparaison du profil avec le profil de classe pourrait être disponible à condition que la moyenne de l’apprenant soit supérieure à 12/20. De même, une représentation textuelle pourrait être disponible à condition que l’utilisateur maîtrise la lecture. Une condition peut porter sur plusieurs critères, c’est pourquoi une condition peut être une formule logique créée à partir d’une combinaison de contraintes. Par exemple, la condition pour qu’une activité ou représentation soit disponible peut être « C1 et (C2 ou non C3) », où C1, C2 et C3 sont des contraintes respectant le modèle cPMDLe. Cette condition pourrait signifier par exemple que l’apprenant a la moyenne en Français et que l’utilisateur utilise une synthèse vocale ou bien qu’il n’est pas non-voyant.

Nous avons identifié trois types de contraintes : contraintes sur une liste d’apprenants, sur le profil d’apprentissage de l’apprenant et sur le profil de capacités de l’utilisateur. Pour les contraintes portant sur un profil, qu’il s’agisse d’un profil d’apprentissage ou de capacités, nous avons choisi d’utiliser le modèle de contraintes sur profils cPMDLe *0] [0] [0] [0]. Par exemple, cPMDLe permet de sélectionner les apprenants dont la note en Histoire est comprise entre 12 et 14 sur 20. Nous avons complété cPMDLe avec des contraintes portant sur une liste d’apprenants llist (cf. Fig. 6), qui associent à un ensemble d’apprenants li un booléen inout indiquant s’il s’agit d’une condition d’exclusion (inout = false) ou d’inclusion (inout = true). Par exemple, ((Julie Thomas), false) signifie « pour tous les apprenants sauf Julie et Thomas », ((Alice), true) signifie « uniquement pour Alice ». Cl(llist)=((l0, …, ln), inout) Fig. 6. Définition de conditions sur une liste d’apprenants dans cPMDLe.

6.4

Définition de séances d’activités sur les profils

Pour permettre à un enseignant de choisir quelles activités sur les profils seront disponibles par quels utilisateurs, nous avons défini la notion de séance d’activités, cf. Fig. 7. Une séance d’activités concerne une structure de profils d’apprentissage strLP, une structure de profils de capacités strCP, une structure de profils de préférences strPP, un type d’utilisateurs userT et une liste d’apprenants llist. Une séance d’activités est composée d’un ensemble d’activités Act, associées à une vue View et éventuellement à une condition C. Une activité ne sera disponible que si la condition qui lui est associée est vérifiée. Un exemple complet de séance d’activités est donné en section 8.4. Session(strLP, strCP, strPP, userT, llist) = (Act0{View0, C0}, …Actn{Viewn, Cn}) Fig. 7. Définition de séances d'activités sur les profils.

6.5

Modèle de vues sur profils : vPMDLe

Afin de proposer à chaque utilisateur une visualisation personnalisée d’un profil, il est nécessaire de déterminer quels éléments du profil seront visualisables par quels utilisateurs et de quelles manières. Pour cela, nous proposons le modèle de vues sur profils vPMDLe [0], cf. Fig. 8. vPMDLe permet de définir des vues, pour une structure de profils d’apprentissage strLP, une structure de profils de capacités strCP, un type d’utilisateurs userT, une liste d’apprenants llist et une catégorie d’activités sur les profils actT. Une vue permet d’associer à chaque élément elt d’un profil zéro, une ou plusieurs représentations R respectant rPMDLe, elles-mêmes pouvant être associées à une condition C. Une représentation ne sera disponible que si la condition qui lui est associée est vérifiée. Il est également possible d’attribuer à un élément un intitulé, afin que cet élément soit désigné par cet intitulé lors de l’activité. Un exemple complet de vue est donné en section 8.3. View(strLP, strCP, userT, llist, actT) = ((elt0, R00{C00}, … R0l{C0l }), …, (eltn, Rn0{Cn0}, … Rnq{Cnq})) Fig. 8. Définition formelle de vues sur profils.

6.6

Modèle de représentations d’éléments d’un profil : rPMDLe

Nous avons défini le modèle rPMDLe [0], qui permet la définition de représentations adaptées aux éléments de profils PMDLe. Pour représenter la valeur associée à un élément d’un profil PMDLe, rPMDLe offre trois catégories de représentations : une représentation pour tous les éléments, des représentations pour les éléments associés à une échelle numérique et des représentations pour les éléments associés à une échelle textuelle. Par la suite, elt est un élément d’un profil et s son échelle respectant sPMDLe. Un astérisque un composant optionnel. Des exemples de chaque type de représentations sont donnés en section 8.1. 6.6.1 Représentations générales d’éléments Pour représenter tous les éléments, quel que soit leur type, rPMDLe offre une représentation générale, qui peut être textuelle ou numérique, notée Rgen, cf. Fig. 9. Les représentations générales peuvent être utilisées pour associer à un élément des instructions de mise en forme pour représenter la valeur de l’élément ou le commentaire. f est la police (associée à un nom, un style, une taille et une couleur) et col la couleur de fond. Le booléen disp indique si l’échelle associée à l’élément sera ou non affichée; disp doit être faux si elt est un commentaire. Les représentations générales peuvent également être utilisées pour indiquer qu’un élément sera lu par une synthèse vocale. Dans ce cas, disp indique si l’échelle sera lue avec l’élément, et f et col sont absents. Rgen(elt)=(disp, {f, col}*) Fig. 9. Définition de représentations générales d’éléments dans rPMDLe.

6.6.2 Représentations d’éléments associés à une échelle numérique Pour représenter un élément associé à une échelle numérique, rPMDLe propose quatre types de représentations, cf. Fig. 10 : numériques RnSn, graphiques RgSn, symboliques RsSn et audio RaSn. Ces représentations permettent de définir un nombre k d’intervalles numériques *ai, bi] ou [ai, bi*dont la réunion couvre l’intervalle de définition *min, max+ de l’échelle s associée à elt, avec a0=min, bk=max, bi=ai+1, ai